CN210296856U - 一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统，该光纤激光放大器包括种子源激光器、第一级放大结构、保偏模匹器、隔离滤波结构、第二级放大结构和输出端。第一级放大结构用于将种子源激光器发射的激光进行单级双程增益放大。保偏模匹器用于将第一级放大结构放大后的激光导入至隔离滤波结构，对激光进行隔离和滤波。第二级放大结构包括第一增益光纤，第一增益光纤呈U型并连接隔离滤波结构和输出端，第二级放大结构用于对隔离滤波结构输出的激光进行单程增益放大。上述放大器中，第一级放大结构能有效抑制自发辐射噪声，第二级放大结构能有效抑制受激布里渊散射效应。

Description

一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统

技术领域

本实用新型涉及到光纤技术领域与激光技术领域，更具体而言，涉及到一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统。

背景技术

目前，1.5μm处的高功率单频光纤激光器在多普勒激光雷达，光学遥感，相干通信，光束合成，光原子钟等领域都有广泛应用。而大多数报道的高功率单频线偏振光纤激光器要么使用了空间光学元件形成谐振腔，要么采用了复杂的多级主振荡放大(MOPA)结构来得到高功率。

然而，自由空间的谐振腔结构不仅破坏了全光纤结构，而且需要精确的校准，对使用环境要求高，轻微的震动就会引起高的自发辐射(ASE)噪声，使得输出光束的线宽很容易增加到MHz量级，消光比也会恶化。

而主振荡功率放大(MOPA)结构技术，就是采用性能优良的小功率激光器作为种子源，种子激光注入单级或多级光纤放大器系统，最终实现高功率放大的技术作为一种新型的技术，它的特点是输出激光的光束质量特性由种子源决定，而输出激光功率则由放大器增益决定，因此，易获得光束质量好，功率高的激光输出。采用多级MOPA结构将一个微弱的种子源信号多级放大的方案，会增加激光器系统的复杂度，不仅增加成本而且很难保持高的消光比。

因此，在实际光纤激光系统中，单级的MOPA全光纤结构对种子激光信号各种特性的高保证的放大，无疑是最佳的一个选择。但是，kHz线宽的单频激光在单级的信号放大过程中，会不可避免在放大过程中产生受激布里渊散射(SBS)效应，就需要抑制SBS效应并且处理好整个光纤链路上产生的参与泵浦光，ASE噪声以及后向的SBS效应。但是，相关技术的激光放大器不能有效地抑制SBS效应、ASE噪声和实现高功率的单频激光的输出。

实用新型内容

本实用新型提供的一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统。

本实用新型实施方式的一种单频单模单偏振的光纤激光放大器包括线偏振的种子源激光器、第一级放大结构、保偏模匹器、隔离滤波结构、第二级放大结构和输出端；

所述第一级放大结构连接所述种子源激光器并用于将所述种子源激光器发射的激光进行单级双程增益放大；

所述保偏模匹器连接所述第一级放大结构和所述隔离滤波结构并用于将所述第一级放大结构放大后的激光导入至所述隔离滤波结构；

所述隔离滤波结构连接所述保偏模匹器和所述第二级放大结构并用于对所述激光进行隔离和滤波；

所述第二级放大结构包括第一增益光纤，所述第一增益光纤呈U型并连接所述隔离滤波结构和所述输出端，所述第二级放大结构用于对所述隔离滤波结构输出的所述激光进行单程、增益放大。

上述光纤激光放大器中，第一级放大结构可实现种子源激光器的激光的单级双程增益放大，可以有效抑制自发辐射(ASE)噪声，第二级放大结构采用U型盘绕的第一增益光纤，可有效的抑制单频信号高功率放大时产生的受激布里渊散射(SBS)效应。

在某些实施方式中，所述第二级放大结构包括反向泵浦结构，所述第一增益光纤连接所述隔离滤波结构和所述反向泵浦结构，所述反向泵浦结构连接所述输出端。

在某些实施方式中，所述种子源激光器为中心波长在1064nm，线宽kHz的线偏振种子源激光器。

在某些实施方式中，所述第一级放大结构包括第一保偏环形器、第一泵浦光源、第一保偏合束器、第二增益光纤和第一光纤光栅；

所述第一保偏环形器包括第一端、第二端和第三端，所述第一端连接所述种子源激光器的输出端，所述第二端连接所述第一保偏合束器，所述第三端连接所述保偏模匹器；

所述第一泵浦光源连接所述第一保偏合束器；

所述第二增益光纤连接在所述第一保偏合束器和所述第一光纤光栅之间。

在某些实施方式中，所述第一保偏环形器为纤芯6μm，包层125μm的保偏环形器，所述第一保偏合束器为(1+1)*1合束器，所述第一泵浦光源为单模976nm的泵浦激光二极管，所述第二增益光纤为纤芯6μm的单模双包层掺镱增益光纤。

在某些实施方式中，所述隔离滤波结构包括第二保偏环形器和第二光纤光栅，

所述第二保偏环形器包括第一端、第二端和第三端，所述第一端连接所述保偏模匹器的输出端，所述第二端连接所述第二光纤光栅，所述第三端连接所述第一增益光纤。

在某些实施方式中，所述第二保偏环形器为纤芯12μm，包层125μm的保偏环形器。

在某些实施方式中，所述反向泵浦结构包括第二保偏合束器和第二泵浦光源，

所述第二保偏合束器包括第一端、第二端和第三端，所述第一端连接所述第一增益光纤输出端，所述第二端连接所述第二泵浦光源，所述第三端连接着所述输出端；

所述第一增益光纤连接所述隔离滤波结构的输出端。

在某些实施方式中，所述第二保偏合束器为(6+1)*1合束器，所述第二泵浦光源为单模976nm的泵浦激光二极管，所述第一增益光纤为纤芯12μm的单模双包层掺镱增益光纤。

在某些实施方式中，所述输出端为输出端帽。

本实用新型实施方式的一种激光系统，包括上述任一实施方式所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的一种单频单模线偏振的光纤激光放大器的单级双程增益放大的MOPA结构图；

图2是本实用新型实施方式的一种单频单模线偏振的光纤激光放大器的U型光纤盘绕结构图。

主要元件符号说明：光纤激光放大器100；

种子源激光器12、第一级放大结构13、第一保偏环形器131、第一端1311、第二端1312、第三端1313、第一泵浦光源132、第一保偏合束器133、第二增益光纤134、第一光纤光栅135；

保偏模匹器14、隔离滤波结构15、第二保偏环形器151、第一端1511、第二端1512、第三端1513、第二光纤光栅152；

第二级放大级结构16、第一增益光纤161、第一增益光纤输入端1611、第一增益光纤输出端1612、反向泵浦结构162、第二保偏合束器1621、第一端16211、第二端16212、第三端16213、第二泵浦光源1622、输出端17。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参考图1至图2，本实用新型实施方式提供的一种单频单模单偏振的光纤激光放大器100包括线偏振的种子源激光器12、第一级放大结构13、保偏模匹器14、隔离滤波结构15、第二级放大结构16和输出端17。

第一级放大结构13连接种子源激光器12并用于将种子源激光器12发射的激光进行单级双程增益放大。保偏模匹器14连接第一级放大结构13和隔离滤波结构15并用于将第一级放大结构13放大后的激光导入至隔离滤波结构15。隔离滤波结构15连接保偏模匹器14和第二级放大结构16并用于对激光进行隔离和滤波。第二级放大结构16包括第一增益光纤161，第一增益光纤161呈U型并连接隔离滤波结构15和输出端17，第二级放大结构16用于对隔离滤波结构15输出的激光进行单程、增益放大。

上述光纤激光放大器100中，第一级放大结构13可实现种子源激光器12的激光的单级双程增益放大，可以有效抑制自发辐射(ASE)噪声，第二级放大结构16采用U型盘绕的第一增益光纤，可有效的抑制单频信号高功率放大时产生的受激布里渊散射(SBS)效应。

具体地，在本实施方式中，单频单模单偏振的信号光实现高功率放大输出，是采用一个KHz的单频激光器作为种子源，由光强较弱的种子光通过第一级放大结构13，对信号光进行单级双程的增益放大，第一级放大结构13放大的信号光通过保偏模匹器14输出，保偏模匹器14获得的信号光通过隔离滤波结构15输出，隔离滤波结构15过滤后的信号光通过第二级放大结构16输出，最后，第二级放大结构16放大的信号光将由一个高功率的输出端输出，最终获得百瓦高功率，kHz的单模单频单偏振激光输出。另外，整个激光放大器可采取自然空气对流方式制冷，无需任何制冷装置。

在某些实施方式中，第二级放大结构包括反向泵浦结构，第一增益光纤连接隔离滤波结构和反向泵浦结构，反向泵浦结构连接输出端。如此，可利用反向泵浦结构发射的激光在第一增益光纤中对种子源激光器发射的信号光进行放大。

在某些实施方式中，种子源激光器12为中心波长在1064nm，线宽kHz的线偏振种子源激光器12。

可以理解的，输出激光的信号光质量特性由种子源决定，本实施方式中，所选用的种子源激光器12输的是低功率、高质量的信号光。有利于信号源的稳定。在一个例子中，种子源激光器12可采用一个1KHz的超窄线宽光纤激光器作为种子源。在某些实施方式中，第一级放大结构13包括第一保偏环形器131、第一泵浦光源132、第一保偏合束器133、第二增益光纤134和第一光纤光栅135。

第一保偏环形器131包括第一端1311、第二端1312和第三端1313，第一端1311连接种子源激光器12的输出端，第二端1312连接第一保偏合束器133，第三端1313连接保偏模匹器14。第一泵浦光源132连接第一保偏合束器133。第二增益光纤134连接在第一保偏合束器133和第一光纤光栅135之间。如此，具体实现种子源激光器12的激光的单级双程增益放大，并可以有效抑制自发辐射(ASE)噪声。

具体地，1KHz的单频激光器发出的1064nm的种子源经过第一保偏环形器131的第一端1311输入，1064nm的种子源信号光再由第一保偏环形器131的第二端1312耦合进入第一保偏合束器133里，第一保偏合束器133的另一输入端连接着第一泵浦光源132。单频信号光和泵浦光通过第一保偏合束器133耦合进第二增益光纤134，信号经过第二增益光纤134被第一次放大后，进入第一光纤光栅135中，信号光被第一光纤光栅135反射后，再次进入第二增益光纤134里，被第二次放大。如此，实现信号光的单级双程增益放大，可以有效的进行小信号放大，抑制自发辐射噪声(ASE)。

可以理解的是，以信号光作为参考，当泵浦光与信号光同向，则为前向泵浦。如此，第一级放大结构13中从第一泵浦光源132输出的泵浦光的方向，和由第一保偏环形器131进入第一保偏合束器133的信号光的方向是相同的方向，则采用的是前向泵浦的方式。

此外，第一光纤光栅135是窄线宽保偏高反布拉格光纤光栅，可以为将第一次放大的信号光反射进入第二增益光纤134，实现信号光的有效放大。

在某些实施方式中，第一保偏环形器131为纤芯6μm，包层125μm的保偏环形器，第一保偏合束器133为(1+1)*1合束器，第一泵浦光源132为单模976nm的泵浦激光二极管，第二增益光纤134为纤芯6μm的单模双包层掺镱增益光纤。

具体地，(1+1)*1合束器是指将一个泵浦光和一个保偏信号光耦合进入单根双包层光纤中，实现泵浦光和保偏信号光共同在输出光纤中传输。在本实施方式中，第一保偏合束器133是将第一泵浦光和信号光耦合至第二增益光纤134，实现信号的放大。

另外，第一泵浦光源132可以产生单模的泵浦光，泵浦光的波长通常为恒定的，这里采用的是波长976nm的泵浦光。可以理解的是，激光模式中可包括单模和多模。单模的意思是激光可以在单一的路径中通过光纤，而多模则是以多条路径通过光纤。第一泵浦光源132可为激光二极管(LD)。在一个例子中，激光二极管可采用975nm或976nm的激光二极管。

特别地是，单模双包层掺镱增益光纤可以是由掺杂纤芯、内包层、外包层、保护层四部分组成。纤芯作为激光的波导，掺杂了镱离子。

此外，第二增益光纤134可以用于传输单模泵浦激光器发出的单模激光。双包层增益光纤中，纤芯折射率大于内包层折射率，内包层折射率大于外包层折射率。信号光在第二增益光纤134的纤芯中传输，由于内包层包绕在纤芯的外围，第一泵浦光源132发出的泵浦光耦合进入内包层，在内包层中被反射，并且在传输的过程中，第一泵浦光会反复穿过纤芯，从而被纤芯中的掺镱离子吸收，进而，令处于激发态的镱离子对信号光进行受激放大，产生粒子数的反转，使得耦合到纤芯中的信号光得到放大。

可以理解的，外包层的作用是保证对内包层中的泵浦光的全反射，实现泵浦光能被掺镱离子全部吸收，使得信号光能再一次被放大。

采用双包层增益光纤，能较为容易地将泵浦光限制在内包层中传输，有利于信号光产生粒子数的反转，实现小信号光的放大。如此，还有效地抑制光纤激光放大器100的自发辐射噪声(ASE)的产生。在本实施方式中，第二增益光纤134采用的双包层掺镱离子，在某些实施方式中，也可以是铒、铥、钬、镨等稀土元素。

在某些实施方式中，保偏模匹器14为连接纤芯6μm到纤芯12μm的保偏模匹器14。

具体地，第一级放大结构13所用的光纤纤芯直径为6μm，第二级放大结构16所用的光纤纤芯直径为12μm，在本实施方式中，保偏模匹器14起到连接两个放大结构的作用。

在某些实施方式中，隔离滤波结构15包括第二保偏环形器151和第二光纤光栅152。第二保偏环形器151包括第一端1511、第二端1512和第三端1513，第一端1511连接保偏模匹器14的输出端，第二端1512连接第二光纤光栅152，第三端1513连接第一增益光纤161。

具体地，隔离滤波结构15可以说是位于第一级放大级结构13和第二级放大级结构16之间。经第一级放大结构13放大的信号光所产生的带外噪声，在隔离滤波结构15进行过滤和隔离。通过第一级放大结构13放大的信号光从保偏模匹器14输出到第二保偏环形器151，由第二保偏环形器151的第一端1511进入，第二保偏环形器151取代了传统的隔离器，隔离带外噪声的信号光在第二保偏环形器151的第二端1512输出，传输到第二光纤光栅152，第二光纤光栅152取代了传统的滤波器，过滤掉除信号谱之外的带外噪声，上述的组合有效地起到隔离和滤波的作用。请结合图2，第三端1513连接第一增益光纤161的输入端1611。

此外，第二光纤光栅152是窄线宽保偏高反布拉格光纤光栅，起到反射的作用，将过滤掉带外噪声的信号光进行反射，使信号光进入下一级放大结构中进一步放大。

在某些实施方式中，第二保偏环形器151为纤芯12μm，包层125μm的保偏环形器。

可以理解的，第二保偏环形器151是一种单向传输光束的光环形器，具有较高的消光比，保偏环形器确保了光纤激光放大器100能获得稳定输出的单偏振激光输出。而且，相比与第一保偏环形器131的纤芯直径，第二保偏环形器151的纤芯直径增大了一倍，如此，为后面第一增益光纤161能有效地抑制小信号高功率放大过程中所产生的SBS效应发挥作用，而且其传输频带宽，传输容量大。

在某些实施方式中，反向泵浦结构162包括第二保偏合束器1621和第二泵浦光源1622。第二保偏合束器1621包括第一端16211、第二端16212和第三端16213，第一端16211连接第一增益光纤161的输出端，第二端16212连接第二泵浦光源1622，第三端16213连接着输出端17。第一增益光纤161连接隔离滤波结构15。

具体地，经过隔离滤波结构15后的信号光进入第二级放大级结构16。过滤掉带外噪声的信号光经过第二保偏环形器151的第三端1512输出，输出的信号光进入第一增益光纤161中，而第二保偏合束器1621的第二端16212连接第二泵浦光源1622，第二泵浦光由第二保偏合束器1621的第二端16212进入，从第二保偏合束器1621的第一端16211输出至第一增益光纤161中，如此，单频信号光和第二泵浦光在第一增益光纤161中被高功率放大，之后，放大的信号光再由第二保偏合束器1621的第一端16211进入，通过第二保偏合束器1621的第三端16213耦合输出，并且，能有效地抑制单频信号高功率放大时，产生的受激布里渊散射效应等非线性效应。请结合图2，第一端16211可连接第一增益光纤161的输出端1612。

可以理解的是，以信号光作为参考，当泵浦光与信号光反向，则为后向泵浦。如此，第二级放大结构16中从第二泵浦光源1622输出的泵浦光的方向，和由第二第一增益光纤161进入第二保偏合束器1621的信号光的方向是相反方向的，则采用的是后向泵浦的方式。

在某些实施方式中，第二保偏合束器1621为(6+1)*1合束器，第二泵浦光源1622为单模976nm的泵浦激光二极管，第一增益光纤161为纤芯12μm的单模双包层掺镱增益光纤。在一个例子中，第二泵浦光源1622可采用六个锁波长的976nm的泵浦源激光二极管。

具体地，第二放大级结构16采用的后向泵浦方式，可决定着第二保偏合束器1621为保偏反向合束器，第二泵浦光源1622为反向泵浦光源。(6+1)*1合束器是指将六个泵浦光和一个保偏信号光耦合进入光纤中，实现泵浦光和保偏信号光共同在输出光纤中传输。在本实施方式中，第二保偏合束器1621可以用于将第二泵浦光和信号光耦合到同一光纤中输出。

可以理解的，如同第二增益光纤134，第一增益光纤161采用的是单模双包层掺镱增益光纤，其纤芯为12μm，第一增益光纤161的组成也是采用双包层增益光纤，能较为容易地将泵浦光限制在内包层中传输，有利于信号光产生粒子数的反转，实现小信号光的放大。如此，还有效地抑制激光放大器的自发辐射噪声(ASE)的产生。在本实施方式中，第一增益光纤161采用的双包层掺镱离子，在某些实施方式中，也可以是铒、铥、钬、镨等稀土元素。

此外，在窄线宽信号高功率放大时，增益光纤会产生SBS等非线性效应，由于SBS具有较低的阈值，较高的增益系数，一旦被激发，大部分的信号光功率将会被转移，SBS效应对于光纤激光放大器100的放大性能会产生一定的影响。

特别地是，第一增益光纤161的光纤盘绕结构呈现为U型，由光纤中SBS的阈值公式可知：

Aeff为光纤纤芯的有效面积，Leff为光纤的有效长度，g0为布里渊增益系数。可以看出，从增大光纤纤芯的有效面积，也就是增大第一增益光纤161纤芯的直径，减小光纤的有效长度以及降低峰值布里渊增益系数，都可以来提高光纤中SBS的阈值，能有效地抑制SBS的产生。

可以理解的，第一增益光纤161通过U型盘绕光纤盘的特殊节点弯曲，所产生应力的梯度场，可以进一步地展宽布里渊增益谱，如此，降低峰值布里渊增益系数，达到提高SBS阈值的效果，同时，保持第一增益光纤161的纤芯直径较小和足够长的光纤长度的较大，从而避免光纤激光放大器100中的SBS的发生，实现高光束质量和高功率的单频激光的输出。

在某些实施方式中，输出端17为输出端帽。如此，输出端帽能够方便与其它部件进行连接。

具体地，输出端17连接着第二保偏合束器1621的第三端16213信号端，第二保偏合束器1621输出的激光便为放大后的信号光，放大后的信号光为高功率的信号光，如此，则需要一个高功率的输出端17帽进行连接输出。

本实用新型实施方式还提供一种激光系统，其包括上述任一实施方式的单频单模单偏振的光纤激光放大器。

上述激光系统中，第一级放大结构13可实现种子源激光器12的激光的单级双程增益放大，可以有效抑制自发辐射(ASE)噪声，第二级放大结构16采用U型盘绕的第一增益光纤，可有效的抑制单频信号高功率放大时产生的受激布里渊散射(SBS)效应。

具体地，激光系统可适合用于多普勒激光雷达测量和三维成像，相干通信，光原子钟等多种应用。本实施方式的光纤激光放大器能够实现100W以上高功率，kHz级别，线偏振，单模激光输出，而且结构紧凑，成本低廉。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，包括线偏振的种子源激光器、第一级放大结构、保偏模匹器、隔离滤波结构、第二级放大结构和输出端，

所述第一级放大结构连接所述种子源激光器并用于将所述种子源激光器发射的激光进行单级双程增益放大；

所述保偏模匹器连接所述第一级放大结构和所述隔离滤波结构并用于将所述第一级放大结构放大后的激光导入至所述隔离滤波结构；

所述隔离滤波结构连接所述保偏模匹器和所述第二级放大结构并用于对所述激光进行隔离和滤波；

所述第二级放大结构包括第一增益光纤，所述第一增益光纤呈U型并连接所述隔离滤波结构和所述输出端，所述第二级放大结构用于对所述隔离滤波结构输出的所述激光进行单程、增益放大。

2.根据权利要求1所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述第二级放大结构包括反向泵浦结构，所述第一增益光纤连接所述隔离滤波结构和所述反向泵浦结构，所述反向泵浦结构连接所述输出端。

3.根据权利要求1所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述种子源激光器为中心波长在1064nm，线宽kHz的线偏振种子源激光器。

4.根据权利要求1所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述第一级放大结构包括第一保偏环形器、第一泵浦光源、第一保偏合束器、第二增益光纤和第一光纤光栅，

所述第一保偏环形器包括第一端、第二端和第三端，所述第一端连接所述种子源激光器的输出端，所述第二端连接所述第一保偏合束器，所述第三端连接所述保偏模匹器；

所述第一泵浦光源连接所述第一保偏合束器；

所述第二增益光纤连接在所述第一保偏合束器和所述第一光纤光栅之间。

5.根据权利要求4所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述第一保偏环形器为纤芯6μm，包层125μm的保偏环形器，所述第一保偏合束器为(1+1)*1合束器，所述第一泵浦光源为单模976nm的泵浦激光二极管，所述第二增益光纤为纤芯6μm的单模双包层掺镱增益光纤。

6.根据权利要求1所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述隔离滤波结构包括第二保偏环形器和第二光纤光栅，

所述第二保偏环形器包括第一端、第二端和第三端，所述第一端连接所述保偏模匹器的输出端，所述第二端连接所述第二光纤光栅，所述第三端连接所述第一增益光纤。

7.根据权利要求6所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述第二保偏环形器为纤芯12μm，包层125μm的保偏环形器。

8.根据权利要求2所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述反向泵浦结构包括第二保偏合束器和第二泵浦光源，

所述第二保偏合束器包括第一端、第二端和第三端，所述第一端连接所述第一增益光纤的输出端，所述第二端连接所述第二泵浦光源，所述第三端连接所述输出端；

所述第一增益光纤连接所述隔离滤波结构的输出端。

9.根据权利要求8所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述第二保偏合束器为(6+1)*1合束器，所述第二泵浦光源为单模976nm的泵浦激光二极管，所述第一增益光纤为纤芯12μm的单模双包层掺镱增益光纤。

10.根据权利要求1所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器，其特征在于，所述输出端为输出端帽。

11.一种激光系统，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的单频单模单偏振的光纤激光放大器。

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